DE4035292A1

DE4035292A1 - Contact-free pulse-breathing monitor - uses load cells on seat-couch to pick=up signals with additional cells to eliminate error signals

Info

Publication number: DE4035292A1
Application number: DE19904035292
Authority: DE
Inventors: Gerhard Prof Schauf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-11-07
Filing date: 1990-11-07
Publication date: 1991-06-13

Abstract

One or more high-sensitivity load cells (sO) are used at the support points of a couch or chair to pick up loading changes caused by the patient's breathing and puls, the signal from, the sensor(s) then being filtered and drift-compensated in circuit (VV) so that signals representing the patient's breathing and pulse can be extracted by circuit (A) for display and/or computer processing (BC). By using double load cells (sO/sL) a difference signal can be used to eliminate disturbances from the surroundings. USE/ADVANTAGE - Eliminates body-mounted pick-ups.

Description

State of the art

Bisher erfolgt die Puls-/Atemüberwachung mittels direkter Körpersonden.So far, pulse / breath monitoring has been carried out using direct body probes.

Lack of previous solutions

Direkt angebrachte Körpersonden sind in vielfacher Hinsicht nachteilig. Die Elektroden selbst stellen eine deutliche Belastung für den Patienten dar. Die Anbringung und ständige Überwachung der Ableitungen sind arbeitsintensiv. Die Handhabungen am Patienten durch den betreuenden Arzt und das Pflegepersonal werden durch die Installation behindert.Directly attached body tags are disadvantageous in many ways. The electrodes themselves place a significant strain on the patient The attachment and constant monitoring of the leads are labor-intensive. The handling of the patient by the attending doctor and the nursing staff are hindered by the installation.

Purpose of the invention

Es ist Zweck der Erfindung, Atmung und/oder Puls ohne Einsatz von Körpersonden zu erfassen. Die Einheit soll zum Einsatz in der Klinik, in der Arztpraxis oder in der Privatwohnung geeignet sein. Anwendungsgebiete sind die Überwachung von Säuglingen und Kindern mit Risikoatmung aber auch Erwachsener in Apnoesituationen oder mit Fehlatmung. Ein Einsatz ist auch in Kombination mit Atemtrainingssystemen möglich.It is the purpose of the invention to breathe and / or pulse without using To capture bodies The unit is intended for use in the clinic, in the Doctor's office or in a private home. application areas are monitoring infants and children with risk breathing, however also adults in apnea situations or with poor breathing. A stake is also possible in combination with breathing training systems.

Achievable advantage

Für den Brutkasten ergibt sich eine Verbesserung mit Bezug auf die Belastung des Kindes. Der Manipulationsraum wird gegenüber bisherigen Lösungen nicht eingeschränkt. Die Sonden müssen an einem Brutkasten nur einmalig angebracht werden.For the incubator there is an improvement with regard to the Burden on the child. The manipulation space is compared to previous ones Solutions not restricted. The probes must be on an incubator only be attached once.

In der Arztpraxis läßt die berührungslose Pulsüberwachung die Bewertung ohne psychologische Beeinflussung zu, da die Messung ohne vorherige Manipulationen am Patienten durchgeführt wird. In the doctor's office, non-contact pulse monitoring leaves the evaluation without psychological interference too, since the measurement without previous Manipulations are performed on the patient.

In der Privatwohnung kann nach einmaliger Installation ohne Probleme eine Überwachung von Puls und/oder Atmung durchgeführt werden, wobei die Meßergebnisse zudem als Alarm- oder Feedbacksignal nutzbar sind.In the private apartment, after a single installation, it can be done without any problems a monitoring of pulse and / or breathing can be carried out, whereby the measurement results can also be used as an alarm or feedback signal.

Solution of the task

Sowohl die Atmung als auch die pulsierende Blutströmung führen zu mit diesen korrelierbaren geringen Kraftstößen bzw. Gewichtsverlagerungen auf die Stützpunkte der Unterlage des Körpers (Liege oder Sitz).Both breathing and pulsating blood flow lead to these correlatable small force shocks or weight shifts on the support points of the body support (couch or seat).

Die Erfindung erschließt eine berührungslose Überwachung auf der Basis dieser Erkenntnis durch Nutzung von Signalen hochempfindlicher Meßaufnehmer für Kraft oder Kraftdifferenz, die an einem oder mehreren Stützpunkten des Meßobjektes angebracht werden. Die Sonden müssen nur einmalig angebracht werden, und bedürfen keiner Neujustage - auch nicht nach einem Patientenwechsel.The invention opens up a non-contact monitoring on the basis this knowledge by using signals from highly sensitive sensors for force or difference in force at one or more bases of the object to be measured. The probes just have to be attached once and do not require any readjustment - not even after changing patients.

Als Aufnehmer kommen besonders piezoelektrische Geber, aber auch Tauchspulen oder ohmsche Dehnungsmeßsensoren in Betracht. - Bereits die Ableitung von einem einzigen Piezogeber s0 (Fig. 1) erlaubt qualifizierte datentechnische Verarbeitung und vielschichtige Aussagen, wie das zugehörige Meßdiagramm (Fig. 10) beweist.Piezoelectric sensors, but also moving coils or ohmic strain sensors are particularly suitable as transducers. - The derivation from a single piezosensor s 0 ( FIG. 1) allows qualified data processing and multilayered statements, as the associated measurement diagram ( FIG. 10) proves.

Nutzbare Stützpunkte sind sowohl Basispunkte an einem Sitz als auch einer Liege, Patienten an einem entsprechenden Patientenstuhl. - Mittels Differenzaufnahme durch s0 und s1 (Fig. 3) können auch größere Störsignale des Umraumes kompensiert werden. Hierzu kann eine automatische Anpassung an unterschiedliche Lastsituationen auf der Basis regelungstechnischer Bewertung vorgenommen werden.Usable bases are both base points on a seat and a couch, patients on a corresponding patient chair. - Larger interference signals from the surrounding area can also be compensated by means of difference recording by s 0 and s 1 ( FIG. 3). For this purpose, an automatic adaptation to different load situations can be carried out on the basis of control engineering evaluation.

Die Anbringung mehrerer Sonden mit entsprechender Signalauswertung erlaubt neben Meßaussagen für die Atemfrequenz und den Puls auch solche über die Atmungstiefe und Atemdynamik, also den zeitlichen Verlauf eines jeden Atemvorganges. - Das Gesamtsystem (Fig. 9) besteht aus den Offset-geregelten Meßaufnehmern mit ggf. Vorverstärkern an den 1 bis 4 Stützpunkten sowie der Ansteuer- und Auswertelektronik, die je nach Ausbaustand Alarmsignale und/oder Anzeigen und/oder Zeitdiagramme verschiedener Zusammenhänge bietet (Fig. 10 bis 12).The attachment of several probes with appropriate signal evaluation allows not only measurements for the respiratory rate and the pulse, but also information about the depth of breathing and breathing dynamics, i.e. the time course of each breathing process. - The overall system ( Fig. 9) consists of the offset-controlled sensors with preamplifiers at the 1 to 4 support points as well as the control and evaluation electronics, which, depending on the configuration, offer alarm signals and / or displays and / or time diagrams of various relationships ( Fig . 10 to 12).

Claims

1. Breathing and / or pulse monitoring device consisting of the / the measuring sensors (s 0 and s 1 ) of the subsequent filter (VV) and evaluation electronics (A and BC) (see Fig. 9), characterized in that the weight shifts and acceleration forces , which are caused by the heart and breathing activity, are used to record heart and breathing activity.

2. Device according to 1, characterized in that 1 or more force sensors are installed in the installation position according to s 0 ( Fig. 1 to 5), so that the subsequent filtering and drift control only allows the passage of dynamic signals of a targeted frequency band. The base voltage associated with the base load is compensated and higher-frequency interference signals are suppressed.

3. Device according to 1, characterized in that one or more double force sensors in the installation position according to s 0 / s 1 ( Fig. 3 to 5) are attached so that on the detection of the load signal by s 0 through s 1 ground disturbances can be detected, with s 1 acting against an applied reference mass.

4. Device according to 1, characterized in that the sensitivity can be increased in that the base load is compensated by drift control ( Fig. 9) and so dynamic processes are detected, which have time constants up to several seconds.

5. An apparatus according to 1, characterized in that the use of the double sensor s 0 / s the bottom defects are separately detected 1, and so on the processing of the second addition means of s 1, the detected separately by acting down noise and the sensitivity adjustment to compensate for the on s 0 acting ground interference signal can be used.

6. Device according to 1, characterized in that the preprocessing VV ( Fig. 9) according to 4. a simple reporting and / or intervention unit (A / Fig. 6 to 9) follows, possibly also a feedback channel.

7. Device according to 1, characterized in that the preprocessing can also follow a computer-assisted signal processing (BC / Fig. 6 to 9) and signal display ( Fig. 10 to 12).